给排水污水管道设计计算.

2 污水管道设计计算

2．1 排水区域划分及管线布置

2.1.1排水区域划分

该地区所地区地面平坦，可按一个高度确定地面标高。区域最北部为京杭大运河，沿河的东部和西部分别有一个污水处理厂。根据以上条件划分排水区域为：以淮海路为分界线，划分成两个排水区域。淮海路以西所排放的污水排入四季青污水处理厂，以东排入淮安第二污水处理厂。

2.1.2管线布置

污水厂污水厂

图1 污水管道布置图（初步设计）

管线布置原则是充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深，降低工程造价。该地区地势平坦，区域最北边为京杭大运河，因此干管自南向北采用截流式敷设。

截流式是正交式的改进，即沿河岸敷设主干管。这种布置的优点是干管长度短，管径小，因而较经济，污水排出也比较迅速。干管基本上汇集街道两边相邻街区的污水，若街区面积较小且最近街道未敷设干管，则可能利用支管将该街区污水输送进最近的干管。具体如图1所示。

2．2 污水流量计算

污水设计流量包括生活废水和工业废水两大类。本设计中，工业废水水量不大，可直接汇入生活污水管道中一并送入污水处理厂。

已知各个功能区的排水量，并从所给地图中量出排水面积，即可求出污水的流量。

街区流量的计算公式[3]：

1000

243600

A q Q 创=

´

(2-1)

Q ——流量，L/s

q ——污水指标，m 3/ha·d，居住用地：55m 3/（ha·d）；

公共设施用地：40 m 3/（ha·d）； 仓储用地：20m 3/（ha·d）； 市政用地：15 m 3/（ha·d）； 其它污水为总污水量的10%。

A——面积，ha，在所给地区地形图上根据区域面积计算。

由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。而实际上流入污水管道的污水量时刻扣在变化。这些变化包括季节变换，日间变换等等。若要采用平均值计算流量，必须设定污水变化系数来修订水量。下表是我国《室外排水设计规范》（GBJ14—87）采用的居住区生活污水量总变化系数值。

表1 生活污水总变化系数[9]

污水平均日流量

5154070100200500≥1000（L/S）

总变化系数(K Z)2．32．01．81．71．61．51．41．3街区编号及面积流量如下表所示：

街区编号123456

街区面积（ha）31.1313.1915.4211.8624.4612.01流量(L/s)19.81 3.057.147.5515.577.64

街区面积（ha）7.349.34 5.93 5.9314.2314.23流量(L/s) 4.67 5.94 2.74 3.779.069.06街区编号121314151617

街区面积（ha）11.129.3440.0220.1624.9025.64流量(L/s)7.076714 5.94012.8315.8516.32街区编号18(1)18(2)19202122

街区面积（ha）12.4512.4522.2318.389.788.89

街区面积（ha）13.047.418.15 6.67 4.457.41

街区面积（ha） 6.67 4.45 5.93 3.56 3.71 3.71

街区面积（ha） 5.93 5.19 1.4826.6822.2322.23流量(L/s) 2.74 3.300.6916.9810.2914.15

街区面积（ha）13.3417.7925.6423.4220.4621.34

街区面积（ha） 5.19 6.677.568.4546.3912.97流量(L/s) 2.40 4.24 3.50 3.9121.488.26

街区面积（ha）8.159.787.41 6.678.00 5.34流量(L/s) 3.77 4.53 3.43 3.09 3.71 2.47街区编号596061626364

街区面积（ha）13.34 2.22 5.9320.7523.727.11

街区面积（ha）11.86 6.23 4.0013.34 5.78 2.67

街区面积（ha）7.11

流量(L/s) 3.29

表2 街区面积及流量

2．3污水管道的水力计算

污水沟道水力学设计的原则：为了保证购到能正常运行，以顺利地收集和输送生活污水和工业废水，沟道水力学计算要满足下列要求：

a) 不溢流

生活污水和工业废水从沟道中溢流到地面会造成环境污染，所以污水沟道是不允许溢流的。为防止溢流的发生，水力计算的流量是可能出现的最大流量。

b) 不淤积

当管道中的水流流速太小时，水中的固体杂质会下沉，淤积在管道中，造成管道堵塞，因此，管道中的流速应当不致使固体下沉而规定一个最小设计流速。

c) 不冲刷沟壁

当管道中的流速过大时，管道中的水流会冲刷管壁，长此以往，管壁会损

坏，因此，水力计算应规定一个最大设计流速。

d) 要注意通风

生活污水和工业废水中有些物质会散发有毒气体和可燃气体，管道的设计要按照不满流计算，在管道中的水面上保留一部分空间，作为通风排起的通道，并为不溢流留有余地。 2.3.1 水力计算基本公式

在施工中尽量注意改善管道的水力条件，使管内污水流动尽可能接近均匀流，这样，在排水管道的水力计算中可采用均匀流公式。流速的公式利用谢才公式和曼宁公式连立求得[9]：

v C = (2-2)

v ——流速（m/s ）

R ——水力半径（过水断面面积与湿周的比值）（m ） I ——水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度） C ——流速系数或称谢才系数 C [10]按曼宁公式求解：

1

61C R n

=g

(2-3)

n ——管壁粗糙系数，更具管渠材料而定。

2.3.2 污水管道水力计算的设计参数

a) 设计充满度

在设计流量情况下，充满度

h D <1为不满流，h

D

=1为满流（h 为管道中水深，D 为直径）。我国的污水管道设计安不满流进行设计，最大设计充满度的规定如